memcached工作原理与优化建议

工作原理

基本概念:slab,page,chunk。

slab,是一个逻辑概念。它是在启动memcached实例的时候预处理好的,每个slab对应一个chunk size,也就是说不同slab有不同的chunk size。具体分配多少个slab由参数 -f (增长因子)和 -n (chunk最小尺寸)决定的。

page,可以理解为内存页。大小固定为1m。slab会在存储请求时向系统申请page,并将page按chunk size进行切割。

chunk,是保存用户数据的最小单位。用户数据item(包括key,value)最终会保存到chunk内。chunk规格是固定的,如果用户数据放进来后还有剩余则这剩余部分不能做其他用途。

工作流程:memcahed实例启动,根据 -f 和 -n 进行预分配slab。以 -n 为最小值开始,以 -f 为比值生成等比数列,直到1m为止(每个slab的chunk size都要按8的倍数进行补全,比如:如果按比值算是556的话,会再加4到560成为8的整倍数)。然后每个slab分配一个page。当用户发来存储请求时(key,value),memcached会计算key+value的大小,看看属于哪个slab。确定slab后看里面的是否有空闲chunk放key+value,如果不够就再向系统申请一个page(如果此时已经达到 -m 参数设置的内存使用上限,则看是否设置了 -M 。如果设置了 -M 则返回错误提示,否则按LRU算法删除数据)。申请后将该page按本slab的chunk size 进行切割,然后分配一个来存放用户数据。

注意:

1,chunk是在page里面划分的,而page固定为1m,所以chunk最大不能超过1m。

2,chunk实际占用内存要加48B,因为chunk数据结构本身需要占用48B。

3,如果用户数据大于1m,则memcached会将其切割,放到多个chunk内。

4,已分配出去的page不能回收。

优化建议

1,-n 参数的设置,注意将此参数设置为1024可以整除的数(还要考虑48B的差值),否则余下来的部分就浪费了。

2,不要存储超过1m的数据。因为要拆成多个chunk,计算和时间成本都成倍增加。

3,善用stats命令查看memcached状态。

4,消灭eviction(被删除的数据)。造成eviction是因为内存不够,有三个思路:一是在CPU有余力的情况下开启压缩php扩展);二是增加内存;三是调整 -f 参数,减少内存浪费。

5,调整业务代码,提高命中率。

6,缓存小数据。省带宽,省网络I/O时间,省内存。

7,根据业务特点,为数据尺寸区间小的业务分配专用的memcached实例。这样可以调小 -f 参数,使数据集中存在少数几个slab上,内存浪费较少。

本文数据库(综合)相关术语:系统安全软件

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